CC BY
41ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА СВЧ-ЭКСТРАКЦИИ
ЭФИРНЫХ МАСЕЛ Шпилёв А.Н.
Шпилёв Андрей Николаевич - студент магистратуры, кафедра химии и химической технологии,
Казахский национальный университет им. Аль-Фараби, г. Алматы, Республика Казахстан
Аннотация: в статье анализируется возможность улучшения процесса экстракции эфирных масел добавлением частиц СВЧ-непрозрачных материалов в массу сырья, производится определение рекомендуемых и перспективных в использовании материалов, устанавливаются соотношения компонентов, определяются временные интервалы проведения экстракции.
Ключевые слова: эфирное масло, СВЧ-экстрактор, экстракция.
Метод улучшенной СВЧ-экстракции был предложен Wang Z. в 2006 году [1]. Этот метод заключается в проведении экстракции без растворителя с помощью микроволн, при этом к растительной массе добавляют порошок карбонильного железа (ТЧЖ) и смешивают с сырьем внутри реактора (рис.1). Сферические частицы карбонильного железа (CIP) способны поглощать часть излучаемой микроволновой энергии и возвращать ее в виде тепла. Таким образом происходит нагрев сырья снаружи теплообменом с частицами карбонильного железа, что способствует увеличению эффективности работы излучателей.
При этом для подобных целей возможно использовать практически любой СВЧ-непрозрачный материал (графит, активированный уголь, ионные жидкости), эффективность теплоизлучения будет повышаться с эффективностью поглощения микроволн материалом.
Предлагается возможность использования напыления из вышеперечисленных материалов в слабопрогреваемых местах экстрактора.
Рис. 1. Схема СВЧ-экстрактора с карбонильным железом
Внесение карбонильного железа в соотношении 1:5 к количеству растительного сырья позволяют значительно уменьшить время достижения полного экстрагирования эфирных масел, а в некоторых случаях и увеличить полноту экстракции (Таблица 1) [1-4].
Как видно, внесение ЧКЖ в некоторых случаях позволяет сократить не только время, необходимое для завершения экстракции, но и существенно снизить необходимую мощность излучателей. Использованный порошок карбонильного железа возможно повторно использоваться выделяя его из переработанного шрота с помощью электромагнита.
Таблица 1. Условия прохождения полной экстракции для различных видов растительного сырья
Наименование сырья Условия экстракции Условия экстракции с добавками
Cuminum cyminum L. 100 г сырья, давление атм, мощность 500 W, время 1 ч 100 г + 20 г частиц карбонильного железа (ЧКЖ), давление атмосферное, мощность 85 W, время 30 мин
Citrus reticulata Blanco 100 г сырья, давление атмосферное, мощность 200 W, время 40 мин 100 г + 20 г частиц карбонильного железа (ЧКЖ), давление атмосферное, мощность 85 W, время 30 мин
Illicium verum Hook. f. 100 г сырья,давление атмосферное, мощность 500 W, время 60 мин 100 г + 20 г частиц карбонильного железа (ЧКЖ), давление атмосферное, мощность 85 W, время 30 мин
Zanthoxylum bungeanum Maxim. 100 г сырья, давление атм., мощность 500 W, время 40 мин 100 г + 20 г частиц карбонильного железа (ЧКЖ), давление атмосферное, мощность 85 W, время 30 мин
Список литературы
1. Wang Z., Ding L., Li T., Zhou X., Wang L., Zhang H., Liu L., Li Y., Liu Z., Wang H., Zeng H., He H., 2006. Improved solventfree microwave extraction of essential oil from dried Cuminum cyminum L. and Zanthoxylum bungeanum Maxim. J Chromatogr A 1102:11-17.
2. Wang Z., Wang L., Li T., Zhou X., Ding L., Yu Y., Yu A., Zhang H., 2006. Rapid analysis of the essential oils from dried Illicium verum Hook. f. and Zingiber officinale Rosc. by improved solvent-free microwave extraction with three types of microwave-absorption medium. Analytic Bioanalytic Chem 386:1863-1868.
3. Zhai Y., Sun S., Wang Z., Cheng J., Sun Y., Wang L., Zhang Y., Zhang H., Yu A., 2009. Microwave extraction of essential oils from dried fruits of Illicium verum Hook. f. and Cuminum cyminum L. using ionic liquid as the microwave absorption medium. J Sep Sci 32:3544-3549.
4. Wang Z.M., Ding L., Wang L., Feng J., Li T.C., Zhou X., Zhang H.Q., 2006. Fast determination of essential oil from dried menthol mint and orange peel by solvent free microwave extraction using carbonyl iron powder as the microwave absorption medium. Chin J Chem 24:649-652.
